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異步編程 101：如何測(cè)試 async 代碼

sPeng / 3194人閱讀

摘要：整個(gè)事件循環(huán)是在一個(gè)線程里面的，意味著任務(wù)切換更加高效，無(wú)需上下文轉(zhuǎn)換。異步代碼很高效，但是也有很蛋疼的地方，那就是測(cè)試。所以我們得想辦法告訴使用一個(gè)來(lái)運(yùn)行測(cè)試方法。

視頻原文：Strategies for testing Async code - PyCon 2019

同時(shí)參考了：

Testing Asyncio Python Code with Pytest

前面幾篇關(guān)于異步編程的文章：

異步編程 101: 是什么、小試Python asyncio

異步編程 101：Python async await發(fā)展簡(jiǎn)史

異步編程 101：寫(xiě)一個(gè)事件循環(huán)

異步編程 101：asyncio中的 for 循環(huán)

異步編程 101：asyncio 進(jìn)階上篇

異步編程，本質(zhì)上是通過(guò)合作（cooperation）來(lái)達(dá)成并發(fā)效果，也即：需要 wait 的時(shí)候，也就是發(fā)生 IO 的時(shí)候，把控制權(quán)交給主事件循環(huán)。 (yield control when "awaiting" asynchronous results.) 這個(gè)過(guò)程有點(diǎn)像事件循環(huán)完成了操作系統(tǒng)的工作，可以將事件循環(huán)看作是操作系統(tǒng)，然后把協(xié)程看作是線程這么來(lái)理解。整個(gè)事件循環(huán)是在一個(gè)線程里面的，意味著任務(wù)切換更加高效，無(wú)需上下文轉(zhuǎn)換。

異步代碼很高效，但是也有很蛋疼的地方，那就是測(cè)試。

0x01 : async 測(cè)試實(shí)例

來(lái)通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子看一下吧：一個(gè)Cat類，有一個(gè) move 方法，這個(gè)方法是異步的。

然后用 unittest 寫(xiě)一個(gè)測(cè)試類，你能發(fā)現(xiàn)下面代碼的問(wèn)題嗎？

herd(grafield, "forward") 返回的是一個(gè)協(xié)程對(duì)象（coroutine object），如果你不await他，什么也不會(huì)發(fā)生。而coroutine object是 truthy 的，所以assertTrue() 是能夠通過(guò)的。如果你運(yùn)行一下 test，會(huì)看到coroutine herd was nerver awaited的 warning。

下圖這樣調(diào)用await還是不對(duì)的，因?yàn)?b>await關(guān)鍵字只能出現(xiàn)在async函數(shù)里面。

一個(gè)解決方案是加入事件循環(huán)：

這能work，但是估計(jì)你也看出來(lái)了，這很麻煩。如果我有多個(gè)方法，難道我需要每個(gè) test方法都加一個(gè)事件循環(huán)嗎？更重要的是，我只是想做一下單元測(cè)試，事件循環(huán)在這個(gè)時(shí)候?qū)嶋H上是一個(gè)底層細(xì)節(jié)，我不需要關(guān)心。

在 Python3.7 中，asyncio新增了一個(gè)方法：asyncio.run()，為你隱藏了事件循環(huán)的細(xì)節(jié)，所以能夠讓代碼更加簡(jiǎn)潔：

0x02 pytest-asyncio

安裝：pip install pytest-asyncio，這實(shí)際上是pytest的一個(gè)插件。

用法很簡(jiǎn)單，重要的是我們得知道工作原理。之前的代碼問(wèn)題在于，pytest 默認(rèn)的的 runner 會(huì)將所有的函數(shù)當(dāng)作普通函數(shù)處理，而對(duì)于 async 函數(shù)， 調(diào)用的時(shí)候返回的是一個(gè) coroutine object。所以我們得想辦法告訴 pytest 使用一個(gè) eventloop 來(lái)運(yùn)行測(cè)試方法。

一種方法是，實(shí)例化一個(gè)eventloop 然后注入到 tests里面，比如：

import asyncio
import pytest

async def say(what, when):
    await asyncio.sleep(when)
    return what

@pytest.fixture
def event_loop():
    loop = asyncio.get_event_loop()
    yield loop
    loop.close()


def test_say(event_loop):
    expected = "This should fail!"
    assert expected == event_loop.run_until_complete(say("Hello!", 0))

這種方法不方便之處在于每次都需要手動(dòng)注入 eventloop，更優(yōu)雅的方法是調(diào)整 test runner，讓它識(shí)別 async 函數(shù)，當(dāng)作 asyncio tasks 來(lái)執(zhí)行。

pytest-asyncio完成的功能就是這樣的，它的 API 非常簡(jiǎn)單，你只需要為 async function 添加一個(gè) @pytest.mark.asyncio 修飾器即可：

import pytest
from say import say

@pytest.mark.asyncio
async def test_say():
    assert "Hello!" == await say("Hello!", 0)

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